本文選題：亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu) + 超構(gòu)材料��； 參考：《物理學(xué)報(bào)》2017年14期

【摘要】：自從電磁波被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用以來(lái),利用各種材料或者結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)電磁波的輻射行為、構(gòu)造高性能的電磁輻射器件一直是研究人員的追求目標(biāo).經(jīng)過(guò)百余年的發(fā)展,電磁輻射器件的方向性提高、帶寬拓展等技術(shù)逐漸達(dá)到瓶頸.受自然材料電磁特性的限制,微帶天線、喇叭天線等傳統(tǒng)電磁輻射器件存在體積重量大、工作帶寬窄、無(wú)法快速動(dòng)態(tài)調(diào)控等缺陷,難以滿足日益發(fā)展的通信技術(shù)的需求.近年來(lái)出現(xiàn)的亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可在深度亞波長(zhǎng)尺度下調(diào)控電磁波的傳輸行為,出現(xiàn)了多種奇異的電磁現(xiàn)象,完善了傳統(tǒng)的電磁學(xué)理論,在一定程度上突破了傳統(tǒng)材料電磁特性的限制,形成全新的電磁輻射技術(shù),有效解決了傳統(tǒng)天線存在的口徑大、厚度高、帶寬窄等難題,促進(jìn)了電磁學(xué)、光子學(xué)、材料學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展.這種基于超構(gòu)材料的新型天線可以被稱為超構(gòu)天線,具有高方向性、低副瓣、超寬帶、可重構(gòu)等傳統(tǒng)天線難以實(shí)現(xiàn)的功能.本文主要回顧了近年來(lái)基于亞波長(zhǎng)超構(gòu)材料的超構(gòu)天線技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和取得的成果,介紹了超構(gòu)材料在亞波長(zhǎng)尺度下對(duì)電磁波振幅、相位、偏振態(tài)等的衍射調(diào)控機(jī)理,以及在此基礎(chǔ)上形成的新型輻射器件,例如相控陣天線、高方向性天線、低雷達(dá)散射截面天線,基于亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的多種偏振調(diào)控器件及其在天線中的應(yīng)用等.在衍射極限尺度下,這種亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的調(diào)控行為可有效提升電磁輻射器件的方向性、帶寬,并可重構(gòu)天線的工作頻率、偏振態(tài)等性能.
[Abstract]:Since the electromagnetic wave was discovered and applied, it has been the pursuit of researchers to use various materials or structures to regulate the radiation behavior of electromagnetic wave and to construct high performance electromagnetic radiation devices. With the development of more than one hundred years, the directivity of electromagnetic radiation devices has been improved and the bandwidth of electromagnetic radiation devices has gradually reached the bottleneck. Limited by the electromagnetic characteristics of natural materials, the traditional electromagnetic radiation devices such as microstrip antenna and horn antenna have the disadvantages of large volume and weight, narrow working band, unable to adjust and control quickly and dynamically, so it is difficult to meet the needs of the increasingly developed communication technology. In recent years, the subwavelength structure can regulate the transmission behavior of electromagnetic wave at the depth sub-wavelength scale, and there are many strange electromagnetic phenomena, which improve the traditional electromagnetic theory. To a certain extent, it breaks through the limitation of the electromagnetic characteristics of traditional materials, forms a new electromagnetic radiation technology, effectively solves the problems of large aperture, high thickness, narrow band and so on existing in traditional antennas, and promotes electromagnetics and photonics. The development of materials science and other fields. This new type of antenna based on superstructure material can be called superstructure antenna, which has the functions of high directivity, low sidelobe, ultra-wideband, reconfigurable and so on. In this paper, the recent development and achievements of ultrastructure antenna technology based on subwavelength superstructure materials are reviewed, and the diffraction regulation mechanism of superstructure materials on electromagnetic wave amplitude, phase and polarization state at sub-wavelength scale is introduced. And new radiation devices, such as phased array antenna, high directional antenna, low radar cross section antenna, various polarization control devices based on sub-wavelength structure, and their applications in antenna, etc. At the diffractive limit scale, the modulation behavior of the subwavelength structure can effectively improve the directivity and bandwidth of the electromagnetic radiation device, and the reconfigurable performance of the antenna, such as the operating frequency and the polarization state, etc.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所微細(xì)加工光學(xué)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):2013CBA01700) 國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):61405201,61675208)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TN820

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1977690